DE69117473T2

DE69117473T2 - Magnetron-Zerstäubungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69117473T2
Application number: DE69117473T
Authority: DE
Inventors: Eliot K Broadbent; Kenneth C Miller
Original assignee: Novellus Systems Inc
Current assignee: Novellus Systems Inc
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1996-10-24
Anticipated expiration: 2011-12-20
Also published as: EP0492992A3; DE492992T1; DE69117473D1; JPH05148643A; EP0492992B1; EP0492992A2; US5171415A

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine planare Magnetronzerstäubungsvorrichtung, eine kühlbare Zerstäubungstargetplattenanordnung, eine Magnetgehäuseeinheit und ein Verfahren zum Kühlen einer Targetplatte zur Verwendung in einer planaren Magnetronzerstäubungsanlage.
Ein herkömmliches Zerstäubungsverfahren ist das Magnetronzerstäuben. Wenn Halbleiterplättchen unter Verwendung eines Magnetronzerstäubens verarbeitet werden, wird ein Magnetfeld dazu benutzt, die Zerstäubungswirkung im Bereich des Magnetfeldes zu konzentrieren, so daß das Zerstäuben mit einer höheren Rate und bei einem niedrigeren Arbeitsdruck erfolgt. Das Target selbst ist elektrisch bezüglich des Plättchens und der Kammer vorgespannt und arbeitet als Kathode. Technische Verfahren dieser Art sind in der EP-A-0 213 922, der EP-A-0 300 995 und der DE-A-3 636 524 beschrieben.
Herkömmliche Kühlverfahren bei bekannten Zerstäubungsvorrichtungen nutzen einen Hohlraum hinter einer oder innen an einer Platte aus, die durch das Zerstäuben erwärmt wird; siehe beispielsweise die Patente von Lamont Jr., Rainey, Garrett und Freemann, die oben erwähnt wurden, sowie die US-Patente 3 956 093 ausgegeben am 11. Mai 1976 für McLeod, 4 116 806 ausgegeben am 26. September 1978 für Love et al. und 4 175 030 ausgegeben am 20. November 1979 für Love et al . . In diesen Patenten wird Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit durch eine Öffnung festen Innenkanälen der Vorrichtung oder einem Hohlraum der Vorrichtung zugeführt. Eine seperate Öffnung erlaubt es, das Wasser von der Vorrichtung abzuführen. Die Vorrichtungen mit festen Innenkanälen leiten das Kühlwasser durch diese Kanäle, die Elementen der Vorrichtung benachbart sind, an denen Wärme erzeugt wird, um diese zu kühlen. In den Vorrichtungen, in denen das Wasser zu einem Hohlraum geführt wird, tragen die Richtung der Wasserströmung sowie die Bewegung eines Mechanismus im Inneren des Hohlraumes dazu bei, die Kühlflüssigkeit umzuwälzen, während sie die Wärme erzeugenden Elemente kühlt, bevor die Kühlflüssigkeit aus dem Hohlraum austritt. Diese bekannten Verfahren zum Kühlen von Vorrichtungen mit inneren Hohlräumen zum Kühlen erzeugen manchmal große und oft willkürliche Unterschiede im tatsächlichen Wasserstrom und in der Temperatur einer Targetplatte, an der Wärme entwickelt wird, zwischen der einen Seite und der anderen Seite und quer über die Platte. Während das Kühlmittel strömt, wird der Wasserhohlraum unter Druck gehalten. Das Unterdrucksetzen des Wasserhohlraumes in Kontakt mit der Targetplatte macht es erforderlich, daß diese verstärkt wird, da der Druck in der Wasserkammer in Addition zum Unterdruck im evakuierten Zerstäubungshohlraum zu einem großen Druckunterschied über der Targetplatte sorgt. Die Targetplatte muß so bemessen sein, daß sie diesen großen Druckunterschied aushält.
Es ist zwar bereits eine Kühlung durch Bohren von geschützbohrungsartigen Kanälen in die Targetrückplatte vorgeschlagen worden, die den festen Kühlkanälen beim Stand der Technik ähnlich sind, die Position dieser Kanäle führt jedoch notwendigerweise dazu, daß örtlich Heißstellen zwischen den Kanälen auftreten und beim Stand der Technik die Temperatur abseits von der Stelle des Kühlflüssigkeitsstroms zunimmt. Das Bohren, Lokalisieren und Verbinden der Kühlflüssigkeitsrohrleitung mit diesen Kanälen macht darüber hinaus den Aufbau der Targetrückplatte unnötigerweise kompliziert.
Der Abstand zwischen den Magneten und der Oberfläche des Targets beeinflußt das Maß, in dem das Zerstäuben durch das Magnetfeld der Magneten konzentriert wird. Für eine gegebene Auslegung der Magneten führt ein kurzer Abstand dazu, daß das Zerstäuben stärker als bei einem größeren Abstand konzentriert ist. Die höchste Zerstäubungskonzentration tritt dann auf, wenn ein Target mit einer vernachlässigbaren Dicke direkt auf den Magneten angebracht ist. Jede zusätzliche Zunahme des Abstandes zwischen der Oberfläche des Targets und den Magneten verringert den Einfluß des Magnetfeldes auf das Zerstäuben des Targets.
Eine dicke Targetrückplatte ist bei einer Druckwasserkammervorrichtung notwendig, um die zusätzliche Festigkeit zu erzielen, die benötigt wird, um den Druck hinter der Targetrückplatte auszuhalten, und das ist auch bei einer Vorrichtung mit einer Targetrückplatte notwendig, die zum Kühlen durchbohrt ist und daher zum Beibehalten ihrer Nennfestigkeit eine zusätzliche Dicke braucht. Leider führt die Verwendung einer dicken Targetrückplatte, die zusammen mit dem Target eine Targetplattenanordnung bildet, zu einer zusätzlichen Dicke der Targetplattenanordnung. Um eine Änderung im Magnetfluß an der Targetoberfläche zu vermeiden, muß ein dünnes Target eingesetzt werden, um den gleichen Abstand zwischen den Magneten und der Targetoberfläche beizubehalten. Anderenfalls muß ein verringerter Magnetfluß an der Targetoberfläche als Folge des erhöhten Abstandes (Dicke) zwischen den Magneten und der Oberfläche des Targets hingenommen werden. Die Notwendigkeit, die Dicke der Targetrückplatte zu erhöhen, um für eine größere Festigkeit zu sorgen, steht daher in Konflikt mit dem Wunsch, den Abstand zwischen der Oberfläche des Targets und den Magneten zu verringern, um dadurch die Stelle der Zerstäubung zu konzentrieren.
Ein wirksame Kühlung einer Magnetronzerstäubungsvorrichtung wird bei der vorliegenden Erfindung ohne Notwendigkeit einer Targetrückplatte mit ausreichender Dicke zum Aushalten des Drukkes eines Druckwasserhohlraumes oder zur Aufnahme von Kanälen in Form von Innenbohrungen erzielt.
Gemäß eines Aspektes der Erfindung wird eine planare Magnetronzerstäubungsvorrichtung geschaffen, die eine Kühlkammer, eine wärmeleitende Targetplatte mit einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei die Vorderseite der Targetplatte so ausgebildet ist, daß sie ein Zerstäubungstarget aufnehmen kann, und die Rückseite der Targetplatte einen Teil einer Wand der Kühlkammer bildet, eine Magnetanordnung, die in der Kühlkammer angebracht ist, um die Oberfläche eines Körpers quer über die Rückseite der Targetplatte in Koordination mit der Magnetanordnung zu überstreichen, welche Oberfläche der Rückseite der Targetplatte gegenüberliegt und parallel zu der und in der Nähe der Rückseite der Platte gehalten ist sowie Öffnungen zum Einführen einer Kühlflüssigkeit von dem Körper direkt in einen Raum zwischen der Oberfläche und der Rückseite der Targetplatte aufweist, und einen Kühlkammerabfluß umfaßt.
Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung wird eine kühlbare Zerstäubungstargetplattenanordnung geschaffen, die eine Kühlkammer, eine Targetplatte mit einer Vorderseite zum Aufnehmen eines Zerstäubungstargets und eine Rückseite, die einen Teil einer Wand der Kühlkammer bildet, eine drehbare Antriebswelle mit einem hohlen Abschnitt, Einlaßeinrichtungen zum drehbaren Halten der Antriebswelle und zum Führen und Abdichten einer Kühlflüssigkeit, die von einem Einlaßanschluß zum hohlen Abschnitt der Antriebswelle strömt, Auslaßeinrichtungen zum Führen der Kühlflüssigkeit vom hohlen Abschnitt der Antriebswelle, wobei die Auslaßeinrichtungen funktionell von der Antriebswelle gehalten sind, und ein Gehäuse umfaßt, das in Arbeitsverbindung mit der Antriebswelle steht, um eine planare Oberfläche davon quer über die Rückseite der Targetplatte zu überstreichen, wobei das Gehäuse einen Kühlkanal umfaßt, der mit den Auslaßeinrichtungen gekoppelt ist, um das unter Druck stehende Kühlfluid vom hohlen Abschnitt der Antriebswelle aufzunehmen, und im Gehäuse Öffnungen angeordnet sind, um einen Strom des Kühlfluides von dem Kanal so zu leiten, daß er auf die Rückseite der Targetplatte auftrifft.
Gemäß noch eines weiteren Aspektes der Erfindung wird eine Magnetgehäuseeinheit zum Überstreichen hinter der Targethalteplatte einer planaren Magnetzerstäubungsvorrichtung geschaffen, die eine Tragkörper, der einen Oberfläche aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie hinter der Targethalteplatte überstreichen kann, eine Magnetspur, die im Tragkörper angeordnet ist, eine Fluidleitung, die im Tragkörper angeordnet ist, um ein unter Druck stehendes Kühlfluid aufzunehmen, einen Fluidkanal, der im Tragkörper vorgesehen ist, welcher Fluidkanal mit der Fluidleitung verbunden ist, und mehrere Öffnungen vom Kanal zu der Überstreichfläche des Tragkörpers umfaßt.
Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung wird ein Verfahren zum Kühlen einer Targetplatte in einer planaren Magnetronzerstäubungsvorrichtung geschaffen, die eine Magnetanordnung umfaßt, die in einer Kühlkammer bewegbar ist, wobei die Targetplatte wärmeleitend ist und eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, wobei die Vorderseite der Targetplatte so ausgebildet ist, daß sie ein Zerstäubungstarget aufnehmen kann, und die Rückseite der Targetplatte einen Teil einer Wand der Kühlkammer bildet, die eine Kühlflüssigkeit enthält, und die Magnetanordnung quer die Rückseite der Targetplatte überstreicht, welches Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Überstreichen einer Oberfläche eines Körpers quer zur Rückseite der Targetplatte in Koordination mit der Magnetanordnung, wobei die Oberfläche der Rückseite der Targetplatte gegenüber liegt und parallel zu der und in der Nähe von der Rückseite der Targetplatte gehalten ist, Abführen der Kühlflüssigkeit vom Körper direkt in einen Raum zwischen der Oberfläche und der Rückseite der Targetplatte und Ablassen der Kühlflüssigkeit von der Kühlkammer.
Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand eines Beispiels unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben in denen
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Magnetronzerstäubungsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 eine Endansicht eines Radialschlittens von Fig. 1 gezeigt,
Fig. 3 eine Teil-Unteransicht von Fig. 2 zeigt, wobei das Oberteil des Radialschlittens 151 von seinem Unterteil 159 versetzt ist,
Fig. 4 eine innere Querschnittsansicht von Fig. 1 längs der Schnittlinie 4-4 zeigt, wobei der Umriß eines Außenrades 185 und eines Innenrades 45 übereinander liegen,
Fig. 5 einen Magnetgehäusekörper mit einer Magnetspur und einem Kühlkanal mit Düsen zeigt,
Fig. 6 eine Nahansicht der Rückseite des Magnetgehäuses um dessen Wassereinlaßanschluß zeigt,
Fig. 7 einen Querschnitt des Magnetgehäuses genommen längs 10-10 in Fig. 6 zeigt und
Fig. 8 eine Querschnitt des Magnetgehäuses genommen längs 11-11 in Fig. 6 zeigt.
In dem Entwurf der Magnetronzerstäubungsvorrichtung von Fig. 1 ist ein Zerstäubungstarget 10 an einer Vorderseite 21 einer Targetrückplatte 20 angebracht, die einen Drehmechanismus 100 aufweist, der in einer Wasserkammer 30 an einer Rückseite 22 der Targetrückplatte 20 angebracht ist. Der Drehmechanismus 100 weist eine Magnetgehäuseanordnung 110 auf, die Magnete 121. . .125 in einem Magnetspurkanal 130 enthält. Die Magnetgehäuseanordnung 110, die exzentrisch am Drehmechanismus 100 angebracht ist, wird durch den Drehmechanismus 100 um eine gemeinsame mittlere Achse 35 des Targets 10 und der Wasserkammer 30 gedreht. Wenn die Magnetgehäuseanordnung 110 durch den Drehmechanismus 100 gedreht wird, weist sie eine Außenkante auf, die gleichfalls zwischen einer extrem äußeren Position am nächsten zum Umfang und einer extrem inneren Position am weitesten vom Umfang entfernt radial schwingt. Diese Schwingbewegung an der Rückseite 22 des Zerstäubungstargets 10 wird unter Verwendung einer Radialschlittenanordnung 150 erzielt, die an einem Block 144 am unteren Ende 145 einer drehbaren Antriebswelle 140 angebracht ist. Die Radialschlittenanordnung 150 trägt die Magnetgehäuseanordnung 110, die an ihrem Außenrand zwischen ihrer extremen Innenposition 256a und ihrer extremen Außenposition 255a durch eine Verbindungsstange 160 in Schwingung versetzt wird. Die Verbindungsstange 160 überträgt eine Kraft, die die Magnetgehäuseanordnung 110 in Schwingung versetzt, wenn der Drehmechanismus 100 gedreht wird.
Die Wärmeenergie muß abgeführt werden, um eine Überhitzung des Targets 10 zu verhindern. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Wärmeenergie dadurch abgeführt, daß eine gekühlte Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser oder Glykol) 40 eingespritzt wird, die direkt zur Rückfläche 22 der leitenden Targetrückplatte 20 und im wesentlichen in die Nähe der Magnete 121. . .125 in der Magnetgehäuseanordnung 110 geführt wird.
Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt von etwa der Hälfte der mittleren Achse 35 der Wasserkammer 30, wobei ein vollständiger Querschnitt des Drehmechanismus 100 gezeigt ist. Die dargestellte Vorrichtung wird im allgemeinen oben auf einer Magnetronzerstäubungskammer (nicht dargestellt) angebracht. Diese Magnetzerstäubungskammer weist einen Zerstäubungskammerflansch auf, der mit einem Bodenisolierring 50 zusammenpaßt. Der Zerstäubungskammerflansch weist gleichfalls einen einen O-Ring enthaltenden Dichtungskanal auf, wie es gleichfalls bei dem Bodenisolierring 50 der Fall ist. Ein Dunkelraumring 51 ist unter Preßpassung innerhalb des Durchmessers des Bodenisolierringes 50 so angebracht, daß dann, wenn die Targetrückplatte 20, mit der das Target 10 verbunden ist, so angeordnet ist, daß das Target 10 der evakuierten Zerstäubungskammer zugewandt ist, ein kleiner Zwischenraum 52 von 3 bis 6 mm oder weniger zwischen dem Rand des Targets 10, der kreisförmig ist, und der Innenkante des Dunkelraumringes 51 besteht. Ein Dunkelraum 53 ist hinter dem Dunkelraumring 51 zwischen dem Rand des Targets 10 und der Innenseite des Bodenisolierringes 50 gebildet.
Der Bodenisolierring 50 besteht aus einem isolierenden Material wie beispielsweise Nylon, das die Targetrückplatte 20 gegenüber dem Magnetzerstäubungskammergehäuse (nicht dargestellt) isoliert. Ein oberer Isolierring 54 ist an der Oberseite der Targetrückplatte 20 vorgesehen, um diese gegenüber der Wasserkammer 30 zu isolieren. Der obere Isolierring 54 ist mit einem einen O-Ring enthaltenden Kanal 55, der der Targetrückplatte 20 zugewandt ist, und mit Flanschschultern 56, 57 versehen, um den oberen Isolierring 54 auf der Targetrückplatte 20 örtlich festzulegen und die Wasserkammer 30 auf dem oberen Isolierring 54 örtlich genau anzuordnen. Die Wasserkammer 30 weist einen Bodenflansch 32 auf, der mit dem oberen Isolierring 54 zusammenpaßt. Dieser Bodenflansch 32 weist gleichfalls einen einen O-Ring enthaltenden Kanal 33 auf, der mit seiner Paßfläche dicht gegenüber dem oberen Isolierring 54 abschließt. Der untere Isolierring 50, die Targetrückplatte 20, der obere Isolierring 54 und der Bodenflansch 32 der Wasserkammer 30 neben dem oberen Isolierring 54 weisen alle Bolzenlöcher 99 zum Durchgang eines Bolzens oder Zapfens (nicht dargestellt) auf, derart, daß dann, wenn der Bolzen oder Zapfen festgezogen ist, diese Bauteile fest aneinander gehalten sind. Dadurch, daß die Targetrückplatte 20 gegenüber ihren benachbarten Bauteilen isoliert ist, ist es möglich, daß sie als Kathode arbeitet, die in Verbindung mit einer Anode (nicht dargestellt) das elektrische Feld erzeugt, das notwendig ist, damit sich ein Plasma bildet und ein Magnetronzerstäuben stattfindet. Ein Spannungspegel von annähernd 30 kV ist für die Targetrückplatte 20 vorgesehen. Um Leckströme zu vermeiden, sind Bolzenisolatoren 95, 96 vorgesehen, um das Flanschloch 98 der Targetrückplatte 20 und das Bolzenloch des Wasserkammerflansches 32 auszukleiden, so daß ein Bolzen oder Zapfen (nicht dargestellt), der die Flanschgruppe zusammenhält, nicht leitet oder nicht ohne weiteres Elektrizität von der Targetrückplatte 20 zum evakuierten Zerstäubungsgehäuse (nicht dargestellt) oder zur Wasserkammer 30 nebenfließt.
Die Wasserkammer 30 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein kurzer hohler Aluminiumzylinder. Er ist durch den oberen Isolierring 54 gehalten, um einen vertikalen Zylinder zu bilden, in dem der Drehmechanismus 100 arbeitet. Die Wasserkammer 30 weist zwei Flansche, nämlich einen unteren Flansch 32 und einen oberen Flansch 36 auf. Der untere Flansch 32 ist mit dem Magnetzerstäubungsgehäuse verbunden und durch dieses über eine Flanschgruppe gehalten, die die Targetrückplatte 20 enthält. Der obere Flansch 36 der Wasserkammer 30 weist eine innen angelandete Schulter 37 auf, die ein Gewindebolzenlochmuster 38 trägt. Die Stirnfläche des oberen Flansches 36 weist eine einen O-Ring enthaltenden Nut 39 auf, um den oberen Flansch 36 gegenüber der Wasserkammerabdeckung 41 abzudichten. Das Gewindebolzenlochmuster 38 in der angelandeten Schulter 37 des oberen Flansches 36 der Wasserkammer 30 paßt zu einem Innenrad 45, das an der unteren Anlandung 37 angeordnet ist. Dieses Innenrad 45 ist an der innen angelandeten Schulter 37 des oberen Flansches 36 der Wasserkammer 30 angeordnet und liefert Radzähne 348, die zur Mitte der Wasserkammer 30 verlaufen und einen Rollkreisdurchmesser von 368 mm (14,5 inch) bei einem Diametraldurchmesser von 24 haben. Die Wasserkammerabdeckung 41 ist durch die Stirnfläche des oberen Flansches 36 der Wasserkammer 30 gehalten und durch O-Ringe im O-Ringkanal 39 des oberen Flansches 36 der Wasserkammer 30 abgedichtet. Ein Bolzenlochmuster, das zum Lochmuster des oberen Flansches 36 der Wasserkammer 30 paßt, ist in der Wasserkammerabdeckung 41 so vorgesehen, daß diese Bauteile wasserdicht zusammenpassen können. Die Wasserkammerabdeckung 41 ist kreisförmig und deckt vollständig die Oberseite der Wasserkammer 30 ab. Sie besteht aus einem festen nicht korrodierenden Material wie beispielsweise Aluminium.
Die Wasserkammerabdeckung 41 weist eine Wasserauslaßöffnung 42 auf, die den Auslaß für die Kühlflüssigkeit 40 liefert, die durch das Magnetgehäuse 110 auf die Targetrückplatte 20 geleitet wird, um die Targetrückplatte 20 während der Zerstäubung zu kühlen. Diese Wasserauslaßöffnung 42 liefert nahezu keinen Staudruck der Kühlflüssigkeit 40, die in der Wasserkammer 30 enthalten ist, da die Kühlflüssigkeit 40 nur in der Wasserkammer 30 ansteigen muß, um den Pegel des Wasserauslaßanschlusses in der Wasserkammer 30 zu erreichen, und ein ausreichender Druck vorhanden sein muß, um die Kühlflüssigkeit 40 aus der Wasserauslaßöffnung 42 und durch das daran angebrachte Paßstück 36 und die Rohrleitung 43 zu ihrem Bestimmungsort zu treiben. Die Wasserkammerabdeckung 41 weist in der Mitte ein Loch 44 mit einem rundum ausgebildeten Bolzenlochmuster auf. Dieses mittlere Loch 44 hält einen sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 mit einem Flansch 61, der zu dem mittleren Loch 44 in der Wasserkammerabdeckung 41 paßt. Der sich drehende Halte/Dichtungsblockflansch 61 weist einen einen O-Ring enthaltenden Kanal 64, der der Wasserkammerabdeckung 41 zugewandt ist, und ein Lochmuster auf, das zu dem Bolzenlochmuster in der Wasserkammerabdeckung 41 paßt, so daß Bolzen, die in diesen Gewindelöchern angeordnet sind, den sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 flüssigkeitsdicht an der Wasserkammerabdeckung 41 halten. Der innenseitige Teil des Flansches des sich drehenden Halte/Dichtungsblockes 60 weist eine Schulter 62 auf, die zum Außendurchmesser des mittleren Loches der Wasserkammerabdeckung 41 paßt, so daß eine dichte Passung vorgesehen ist, die jede seitliche Bewegung verhindert, und eine zweite Einrichtung gebildet ist, die den sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 in der Wasserkammerabdeckung 41 örtlich festlegt.
Der sich drehende Halte/Dichtungsblock 60 weist ein Loch 65 durch seine mittlere Achse auf, die auch die vertikale mittlere Achse 35 der Wasserkammer 30 und der Targetrückplatte 20 ist. Diese mittlere Achse des sich drehenden Halte/Dichtungsblockes 60 ist so ausgebildet, daß sie die sich drehende Antriebswelle 140 hält und abdichtet. Der Halte/Dichtungsblock 60 wirkt als Drehkupplung, die ein Teil des inneren Durchgangs der Kühlflüssigkeit 40 ist, die in die Wasserkammer 30 geführt wird. Der sich drehende Halte/Dichtungsblock 60 weist eine Einlaßöffnung 63 auf, die eine Gewindeöffnung zum Anschluß eines Versorgungsrohres 66 zum mittleren Loch 65 im sich drehenden Halte/Dichtungsblocks 60 liefert. Die Antriebswelle 140 ist durch den sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 hindurch vorgesehen. Die Antriebswelle 140 ist von einem Ende zum anderen hohl. Ein geschweißter Stopfen 142 ist in das Innere des oberen Endes 143 der Antriebswelle 140 geschweißt und schließt die Wellenöffnung an der Oberseite und ein Endblock 144 ist am unteren Ende 154 auf der Welle 140 vorgesehen. Der Antriebswellenendblock 144 hält einen Teil des Drehmechanismus und liefert eine Fluidauslaßöffnung vom hohlen zentralen Fluidkanal der Antriebswelle.
Das Loch 65 in der Mitte des sich drehenden Halte/Dichtungsblocks 60 besteht aus mehreren Abschnitten: zwei Lagerabschnitten 67a und 67b, zwei Dichtungsabschnitten 68a und 68b und einem Wasserabschnitt 69.
Die beiden Endlagerabschnitte 67a und 67b halten jeweils Laufringe 71a und 71b, derart, daß jeweilige Rollenlager 70a und 70b, die auf der Antriebswelle 140 angebracht sind, zwischen diesen Ringen 71a, 71b abrollen und für eine Drehlagerung zwischen dem ortsfesten sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 und der sich drehenden Antriebswelle 140 sorgen. Die Rollenlager 70a, 70b sind in Kontakt mit ihren jeweiligen Laufringen 71a, 71b über jeweilige Abstandsstücke 220 und Kränze 225 mit Federscheiben 230, von denen nur eine Gruppe (mehrere können installiert sein) in Fig. 1 dargestellt ist, oder andere geeignete Einrichtungen gehalten, die mit der Antriebswelle 140 verbunden sind. Diese Kränze und Federscheiben legen die Lager 70a, 70b auf der Antriebswelle 140 örtlich fest und halten die Antriebswelle 140 in einer bestimmten Beziehung zum sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60.
Die beiden Dichtungsabschnitte 68a, 68b des sich drehenden Halte/Dichtungsblockes 60 sind innen von den Lagerabschnitten 67a, 67b angeordnet. Jeder Dichtungsabschnitt 68a, 68b umfaßt einen eine Dichtung enthaltenden Kanal 72 zusammen mit einer eine Dichtung enthaltenden Scheibe 73. Eine kreisförmige Ringdichtung 74 aus einem elastischen Material (d. h. aus Buna-N- Gummi(Marke)) mit einem U-förmigen Querschnitt ist um die Welle 140 im die Dichtung enthaltenden Kanal 72 vorgesehen. Die Öffnung an der Oberseite des "U" im U-förmigen Dichtungsquerschnitt in jeder Dichtung ist zur Mitte des sich drehenden Halte/Dichtungsblockes 60 gewandt. Die Dichtungsscheibe 73 ist zwischen der Dichtung 74 und ihren außen benachbarten Lagern 70a, 70b so angeordnet, daß die Scheibe die Bodenseite eines dreiseitigen Kastens bildet, an dem die U-förmige Dichtung 74 anliegt. Die Innenseite des U-Form steht durch den Fluiddruck unter Druck, der vom Wasserabschnitt 69 des sich drehenden Halte/Dichtungsblocks kommt. Der Wasserabschnitt 69 befindet sich in der Mitte des Halte/Dichtungsblockes 60 zwischen den beiden Dichtungsabschnitten 68a, 68b. Wenn am Wasserabschnitt 69 des sich drehenden Halte/Dichtungsblockes 60 der Flüssigkeitsdruck liegt, werden die Seiten der U-Dichtung 74 gegen den sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 auf einer Seite und die Antriebswelle 140 auf der anderen Seite aufgeweitet, um die Öffnung zwischen der Antriebswelle 140 und dem sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 abzudichten. Der Wasserabschnitt 69 in der Mitte des sich drehenden Halte/Dichtungsblockes 60 hat einen größeren Durchmesser als die Außenseite der Antriebswelle 140.
Die Einlaßöffnung 63 zum Wasserabschnitt des sich drehenden Halte/Dichtungsblockes 60 liefert einen Durchlaß für das Kühlfluid 40, damit dieses von der Einlaßrohrleitung 66 in den Wasserabschnitt 69 des sich drehenden Halte/Dichtungsblockes 60 gehen kann.
Die Antriebswelle 140 ist hohl und an einem Ende 143 mit einem Stopfen verschlossen, sie weist am anderen Ende 145 einen Endblock 144 auf, der ebenfalls quer gebohrte Löcher 146 (gebohrt von einer Seite zur anderen unter 90º) an fünf Stellen im Wasserabschnitt 69 des sich drehenden Halte/Dichtungsblockes 60 an dieser Stelle im zusammengebauten Zustand aufweist. Wenn die Antriebswelle 140 positioniert gehalten und im sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 abgedichtet ist, geht das in den Wasserabschnitten 69 strömende Wasser durch die quer gebohrten Löcher 146 der Antriebswelle 140 und in die hohle Mitte der Antriebswelle 140. Die Antriebswelle 140 ist längs der Mittellinie 35 der Wasserkammer 30 angeordnet und erstreckt sich von einer Stelle über dem sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60, wo die Antriebswelle 140 mit einer Kupplung 149 verbunden ist, die mit einem Motor oder einem Getriebemotor (nicht dargestellt) verbunden ist, bis zu einer Stelle in der Wasserkammer 30, an der der Endblock 144 der Antriebswelle 140 mit einer Radialschlittenanordnung 150 verbunden ist. Die Antriebswelle 140 ist drehbar an dieser Stelle durch die Rollenlager 70a, 70b gehalten.
Mit der Seite der Antriebswelle 140 zwischen dem sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 und dem Endblock 144 der Antriebswelle 140 ist ein Antriebswellenarm 170 verbunden. Dieser Arm 170 ist auf die Antriebswelle 140 an einer festen bestimmten Stelle geklemmt oder in anderer Weise fest damit verbunden derart, daß sich der Arm 170 mit der Antriebswelle 140 dreht, wenn die Antriebswelle 140 gedreht wird. Der untere Endblock 144 der Antriebswelle 140 ist fest mit einem Radialschlittenoberteil 151 der Radialschlittenanordnung 150 verbunden.
Die Radialschlittenanordnung 150 (Fig. 1, 2 und 3) weist zwei rechteckige Teile aus einem festen Material nämlich das Schlittenoberteil 151 und ein Schlittenunterteil 159 vorzugsweise aus einem festen leichten Material wie beispielsweise Aluminium in einer engen Abstandsbeziehung auf, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Das Radialschlittenoberteil 151 weist eine Seite auf, in deren mittlere Längsachse 154 ein Schlitz 152 über die gesamte Länge des Bauteils geschnitten ist. Der Schlitz 152 weist einen schwalbenschwanzförmigen Abschnitt über den größten Teil seiner Länge auf, während ein rechtwinkliger Abschnitt 153 des Schlitzes, der einem Loch 111 in der Mitte der Magnetgehäuseanordnung 110 am nächsten liegt, rechtwinklig geformt ist und breiter als der Schwalbenschwanzabschnitt des Schlitzes 152 ist. Der rechtwinklige Abschnitt 153 sorgt für den Bewegungsspielraum eines Kopfes eines Schulterbolzens 180, der in das Loch 111 der Magnetgehäuseanordnung 110 geschraubt ist, wenn sich der Bolzen 150 mit der Mitte 120 der Magnetgehäuseanordnung 110 in den Umriß des Radialschlittenoberteils 151 bewegt. Die Schulter des Schulterbolzens 180 dient als Lagerzapfen für ein Verbindungsstangenlager 161, das drehbar die Magnetgehäuseanordnung 110 anschließt und diese längs der mittleren Achse 154 des Schlitzes 152 bewegt, wenn die Verbindungsstange 160 eine Bewegungskraft überträgt. Ein Radialschlittenschwalbenschwanzvorsprung 157 aus Delrin, Nylon oder einem anderen Material mit hoher Schmierfähigkeit ist durch Senkschrauben beispielsweise die Schraube 158 am Radialschlittenunterteil 159 angebracht. Der Radialschlittenschwalbenschwanzvorsprung 157 bewirkt dann, wenn er in den Schwalbenschwanzschlitz 152 des Radialschlittenoberteils eingesetzt ist, daß sich das Radialschlittenunterteil 159 leicht linear längs der mittleren Achse 154 in Längsrichtung des Schwalbenschwanzschlitzes 152 bewegt (Fig. 2 und 3). Das Radialschlittenoberteil 151 ist mit der Antriebswelle 140 in einer bestimmten Versetzungsbeziehung verbunden, wobei das rechtwinklig hinterschnittene Ende 153 des Radialschlittenoberteils 151 am unteren Endblock 144 der Antriebswelle so angebracht ist, daß das andere Ende des Radialschlittenoberteils 151 den Block 144 überhängt (Fig. 1). Das Radialschlittenunterteil 159 ist mit der Magnetgehäuseanordnung 110 verbunden.
Die Magnetgehäuseanordnung 110 enthält einen Magnetgehäusekörper 116 mit einem Magnetspurkanal 130 und einem Kühlkanal 136, die darin ausgebildet sind, wobei eine Magnetgehäuseabdekkung 115 sowohl den Magnetspurkanal 130 als auch den Kühlkanal 136 umschließt (Fig. 1 und 5). Die Magnetgehäuseanordnung 110 ist kreisförmig und weist in der Mitte ein Gewindeloch 111 auf. Der Magnetgehäusekörper 116 ist ringförmig mit einer Öffnung in der Mitte. Der Magnetspurkanal 130 und der Kühlkanal 136 sind in der Oberseite des ringförmigen Magnetgehäusekörpers 116 um dessen mittlere Öffnung herum ausgebildet. Der Magnetspurkanal 130 hat eine gleichförmige regelmäßige rechtwinklige Form in jedem gegebenen Querschnitt senkrecht zur Mittellinie des Kanals; die Form, die der Magnetspurkanal bildet, wird im folgenden beschrieben. Speziell geschnittene Magnetsegmente 121. . .125, die eng miteinander und mit den Wänden des Magnetspurkanals konform gehen, sind im Magnetspurkanal 130 angeordnet (Fig. 5).
Der Kühlkanal 136 im Magnetgehäusekörper 116 bildet einen Ring mit einem gleichförmig rechtwinklig geformten Querschnitt an jeder Stelle senkrecht zur Mittellinie des Kanals. Der Außendurchmesser des Ringes ist kleiner als die Innenabmessung irgendeines Teils des Magnetspurkanals 130.
Eine Reihe von winkelbeabstandeten Löchern (Düsen) 135 (einschließlich Düsen 135a, b, x, y) verbindet eine Bodenfläche 117 des Magnetgehäusekörpers 116, die der Rückseite 22 der Targetrückplatte 20 zugewandt ist, und die Innenseite des Kühlkanals 136. Diese werden Wasserauslaßdüsen 135 genannt.
Die Magnetgehäuseabdeckung 115 deckt und dichtet auch den Kühlkanal 136 ab. Verschiedene einen O-Ring enthaltende Kanäle, wie beispielsweise der Kanal 118 (andere sind dargestellt aber der Deutlichkeit halber nicht mit Bezugszeichen versehen), sind auf beiden Seiten des Kühlkanals 136 im Magnetgehäusekörper 116 und an der äußersten Außenseite des Magnetspurkanals 130 vorgesehen, so daß dann, wenn die Magnetgehäuseabdeckung 115 fest durch Bolzen oder durch andere zuverlässige und leicht abnehmbare Einrichtungen am Magnetgehäusekörper 116 angebracht ist, der Magnetspurkanal 130 abgedichtet ist, so daß ein Leckstrom in den Magnetspurkanal 130 verhindert ist. Der Kühlkanal ist abgedichtet um sicherzustellen, daß der Strom der gesamten Kühlflüssigkeit durch die Düsen 135 und nicht über irgendeinen anderen unerwünschten Weg herausführt.
Während der Magnetgehäusekörper 116 in seiner Mitte offen ist (ringförmig), ist die Magnetgehäuseabdeckung 115 mit dem Gewindeloch 111 in der Mitte versehen, die der Mitte der Magnetgehäuseanordnung 110 entspricht. Um das Gewindeloch 111 und die Innenseite des Ringteils des Magnetgehäusekörpers 116 ist eine Reihe von Öffnungen 119a, b, c, d vorgesehen, damit der Fluidstrom durch die Mitte der Magnetgehäuseanordnung 110 gehen kann. Diese Öffnungen 119a, b, c, d sind so bemessen, daß sie die konstruktive Unversehrtheit der Teile der Magnetgehäuseabdeckung 115 nicht nachteilig beeinflussen, die dessen äußeres Ringteil mit dem Gewindebolzenloch 111 in der Mitte verbinden (Fig. 4). In Fig. 1 sind Löcher 119a und 119c dargestellt, um ihre Position bezüglich der anderen Bauteile darzustellen, obwohl die Löcher 119a und 119c von dieser Stelle um 45º versetzt sind, wie es in Fig. 4 und 6 dargestellt ist.
Ein Wasserverbindungsloch 113 ist an der Rückseite der Magnetgehäuseabdeckung 115 vorgesehen, um ein Wassereinlaßpaßstück 112 aufzunehmen (Fig. 1, 4, 6 und 8). Die Stelle dieses Wassereinlaßanschlusses 112 der Magnetgehäuseabdeckung 115 paßt zu der Stelle des Kühlkanals 136 im Magnetgehäusekörper 116 derart, daß dann, wenn die Kühlflüssigkeit 40 durch das Wassereinlaßpaßstück 112 und das Wasserverbindungsloch 113 geht, diese direkt in den Kühlkanal 136 geht.
Der untere Endblock 144 der Antriebswelle 140 weist einen geschlossenen Fluidkanal von der Mitte der hohlen Antriebswelle 140 zum Wellenwasserauslaßanschluß 147 auf. Ein Stück Rohr 148 ist so vorgesehen, daß es eine Verbindung zwischen dem Wellenwasserauslaßanschluß 147 und dem Wassereinlaßpaßstück 112 des Magnetgehäuses herstellt, so daß eine Kühlflüssigkeit 40, die aus dem unteren Ende 145 der Antriebswelle 140 herausströmt, in den Kühlkanal 136 des Magnetgehäusekörpers 116 strömen wird, indem sie durch das Rohr 148 fließt.
Der Kühlkanal 136 enthält gleichfalls einen Verteilungsring 137, der den Kühlkanal 136 in einen Kühlkanaloberteil 138 und einen Kühlkanalunterteil 139 unterteilt. Der Verteilungsring 137 bildet eine Einrichtung zum Verteilen des Druckes der Kühlflüssigkeit 40, die an einer (oder mehreren) Stelle im Kühlkanaloberteil 138 eingespritzt wird, so daß der Druck ausgeglichen wird, wenn die Kühlflüssigkeit um die Ränder des Verteilungsringes zum Kühlkanalunterteil 139 strömt und an einer Vielzahl von Wasserauslaßöffnungen 135 austritt (Fig. 1 und 6 bis 8). Dieser Verteilungsring 137 ist durch eine fest angeordnete Einrichtung 133 von der Magnetgehäuseabdeckung 115 gehalten und liefert eine oder mehrere Öffnungen (Löcher, Schlitze 134a, 134b oder eine Kombination davon) innen oder in einem Abstand von der Wand des Kühlkanals 136, um die gleichmäßige Verteilung des Druckes am Kühlkanaloberteil 138 zum Kühlkanalunterteil 139 zu unterstützen. In dieser Weise ist ein nahezu gleichmäßiger Druck an der Einlaßseite jeder Wasserauslaßöffnung 135 (bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt es 36 Auslässe) sichergestellt. Die Auslässe 135 sind in einem bestimmten Abstand in einem kreisförmigen Muster im Magnetgehäusekörper 116 angeordnet. Der nahezu gleichmäßige Druck, der um den Kühlkanalunterteil 139 verteilt ist, liefert eine nahezu gleichmäßige Kühlflüssigkeitströmung aus jeder der Düsen 135.
Die Schulter des Schulterbolzens 180, der mit dem Loch 111 der Magnetgehäuseabdeckung 115 verbunden und darin gehalten ist, wirkt als Lagerzapfen für das Verbindungsstangenlager 161, das ein Kugellager ist. Das Lager 161 bringt ein Ende der Verbindungsstange 160 mit einer Stelle (beispielsweise der mittleren Achse 120) der Magnetgehäuseanordnung 110 in Arbeitsverbindung, an der sich der Lagerzapfen befindet, so daß die Kraft übertragen werden kann.
Eine Getriebewelle 175 ist im allgemeinen parallel jedoch in einem bestimmten Abstand von der mittleren Achse 35 der Antriebswelle 140 in der Wasserkammer 30 angeordnet. Der Antriebswellenarm 170, der auf die Antriebswelle 10 geklemmt (oder in anderer Weise fest daran angebracht ist) und sich mit dieser dreht, liefert die Halterung für die Getriebewelle 175. Die Getriebewelle 175 ist durch Getriebenwellenlager 176a und 176b gehalten, die am Antriebswellenarm 110 nahe an seinem Ende angebracht sind. Die Getriebewelle 175 ist durch den Antriebswellenarm 170 so gehalten, daß die Zähne eines Außenrades 185, das am oberen Ende der Getriebewelle 175 angebracht ist, mit den Zähnen des Innenrades 45 kämmen, das innerhalb und am oberen Ende der Wasserkammer 30 angebracht ist. Wenn die Antriebswelle 140 gedreht wird, dreht sich auch der Antriebswellenarm 170, wobei die Zähne des Außenrades 185 ihre kämmende Ineingriffnahme mit dem Innenrad 45 fortsetzen und dadurch die Getriebewelle 175 drehen. Auf das untere Ende der Getriebewelle 175 jenseits der Unterseite des Antriebswellenarmes 170 ist ein Ende eines Getriebewellenkurbelarms 177 geklemmt (oder in anderer Weise fest daran angebracht).
Ein Ende eines Antriebsstiftes 190 ist auf das andere Ende des Getriebenwellenkurbelarms 170 geklemmt (oder in anderer Weise fest daran angebracht). Der Antriebsstift 190 liegt in einem festen Abstand von der Getriebewelle 175 und im wesentlichen parallel dazu. Wenn sich die Getriebewelle 175 dreht, wird die Antriebswelle 140 gedreht, dreht sich der Getriebenwellenkurbelarm 170 um die mittlere Achse der Getriebewelle 175, was dazu führt, daß sich der Antriebsstift 190 zusammen mit der Getriebewelle 175 bewegt und einen kreisförmigen Weg um die Getriebewelle 175 bezüglich der Getriebewelle 175 beschreibt. Das andere Ende des Antriebsstiftes 190 wirkt als Lagerzapfen für die Mitte eines zweiten Verbindungsstangenlagers 163, nämlich eines Kugellagers, das mit einem Ende der Verbindungsstange 160 verbunden ist. Das andere Ende der Verbindungsstange 160 ist mit dem Schulterbolzen 180 in der Mitte der Magnetgehäuseanordnung 110 verbunden, wie es oben beschrieben wurde. Wenn sich die Antriebswelle 140 dreht, dreht die Getriebewelle 175 den Antriebsstift 190 um die Getriebewelle 175 und wird dadurch die Verbindungsstange 160 über den Antriebsstift 190 bewegt, so daß sie dafür sorgt, daß die Magnetgehäuseanordnung 110 entlang der Längsachse 154 des Schwalbenschwanzschlitzes 152 in der Radialschlittenanordnung 150 vor und zurück gleitet.
Das Wellenabstandsstück (Kranz) 225 und die Federscheibe (Federkranz) 230 sind zusammen mit den anderen im typischen Fall notwendigen Einrichtungen entlang der Antriebswelle 140 vorgesehen, um die Antriebswellenlager 70 in einer bestimmten Beziehung zur Antriebswelle 140 und den Getriebenwellenkurbelarm 177 in einer bestimmten ausgerichteten Beziehung zum sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 zu halten. Die Getriebewellenlager 176a, 176b und die Getriebewelle 175 sind gleichfalls in einer festen Beziehung zum Antriebswellenarm 170, der Wasserkammer 30 und dem Innenrad 45 durch Abstandsstücke (nicht dargestellt) gehalten. Die Abstandsstücke sind an der Getriebewelle 175 zwischen der Anbringung (durch Klemmen oder ein anderes Verfahren der festen Verbindung) des Außenrades 185 am oberen Ende der Getriebewelle 175 und der Anbringung des Getriebewellengkurbelarms 177 am unteren Ende der Getriebewelle 175 angeordnet. Diese Abstandsstücke unterstützen das Halten der Getriebenwellenlager 176a, 176b, die am Antriebswellenarm 170 befestigt sind, in einer bestimmten Beziehung. Die Abstandsstücke, die Scheiben und die anderen Einrichtungen (nicht dargestellt) werden in der erforderlichen Weise dazu verwandt, die verschiedenen Bauteile in ihren bestimmten Beziehung zu halten. Die Antriebswelle 140 ist über die Kupplung 149 mit einem Motor oder einem Getriebemotor (nicht dargestellt) verbunden, der die Antriebswelle 140 dreht.
Der Magnetgehäuseanordnung 110 wird in der folgenden Weise eine Bewegung gegeben. Wenn sich die Antriebswelle 140 im sich drehenden Halte/Dichtungsblock 60 dreht, drehen sich auch der Antriebswellenarm 170 und der untere Endblock 144 der Antriebswelle. Diese Drehung führt dazu, daß sich der Drehmechanismus 100 (die Radialschlittenanordnung 150, die Magnetgehäuseanordnung 110, das Außenrad 185, die Getriebewelle 175 und alle Bauteile, die direkt mit diesen Bauteilen verbunden sind) um die mittlere Achse 35 der Antriebswelle 140 dreht. Wenn sich der Drehmechanismus 100 dreht, kämmen die Zähne des Außenrades 185 mit den Zähnen des Innenrades 45, was dazuführt, daß sich das Außenrad 185 und die Getriebewelle 175 um die Achse der Getriebewelle drehen, wenn sich die Antriebswelle 140 um die mittlere Achse dreht. Wenn sich die Getriebewelle 175 um ihre Achse dreht, dreht sich auch der Getriebewellenkurbelarm 170, der auf das untere Ende der Getriebewelle 175 geklemmt ist, was dazu führt, daß sich der Antriebsstift 190, der auf das andere Ende des Getriebewellenkurbelarms 177 geklemmt ist, um die Getriebewellenachse dreht, während sich die Getriebewelle 175 dreht. Wenn sich der Antriebsstift 190 über einen kreisförmigen Weg um die Getriebewellenachse bewegt, arbeitet der Antriebsstift 190 zusammen mit den Getriebewellenkurbelarm 177 als Kurbelwelle, um das Ende der Verbindungsstange 160, das am Ende des Antriebsstiftes 190 über ein Kugellager angebracht ist, zu zwingen, sich mit dem Stift 190 zu bewegen, wenn sich dieser dreht. Da die Getriebewelle 175 in einer festen Beziehung zur Antriebswelle 140 gehalten ist (daran geklemmt ist), an der das Radialschlittenoberteil 151 angebracht ist, führt die Bewegung des einen Endes der Verbindungsstange 160 zusammen mit dem sich drehenden Stift 190 zu einer Bewegung des anderen Endes der Verbindungsstange 160, die mit der Mitte der Magnetgehäuseanordnung 110 verbunden ist, die am Radialschlitten 150 befestigt ist, und weiterhin dazu, daß das Radialschlittenunterteil 159 längs der mittleren Achse 154 des Radialschlittens 150 in Verbindung mit der Bewegung des Antriebsstiftes 190 schwingt. Das Radialschlittenunterteil 159 ist an der Magnetgehäuseanordnung 110 befestigt, die daher gleichfalls schwingt. Die Magnetgehäuseanordnung 110 schwingt daher, wenn die Antriebswelle 140 gedreht wird.
Die Radialschlittenanordnung 150, die mit dem Ende der Antriebswelle 140 verbunden ist, verhindert, daß sich die Magnetgehäuseanordnung 110 in vertikaler Richtung bewegt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Bewegung der Magnetgehäuseanordnung 110 ist auf eine Richtung parallel zur Längsrichtung 154 des Schwalbenschwanzschlitzes 152 im Radialschlitten 150 beschränkt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen Endansichten und Unteransichten des Radialschlittens 150, der die Magnetgehäuseanordnung 110 zur mittleren Achse 154 des Schwalbenschwanzschlitzes 152 ausgerichtet hält. Ein rechtwinkliger Abschnitt 153 des Endes des Radialschlittenoberteils 151 ist so hinterschnitten, daß der Schulterbolzen 180 sich in das Ende des Radialschlittenoberteils 151 bewegen kann und eine gegenseitige Störung vermeidet, wenn sich die Magnetgehäuseanordnung 110 in den Radialschlitten 150 an einem Punkt in der Schwingbewegung bewegt, an dem sich die Magnetgehäuseanordnung 110 am weitesten zur mittleren Achse 35 der Wasserkammer 30 bewegt, während das Radialschlittenunterteil 159 durch die Verbindungsstange 160 bewegt wird.
Fig. 4 zeigt die Magnetgehäuseanordnung 110 in der Wasserkammer 30 in einer Ansicht von oben geschnitten im Querschnitt 4-4 in Fig. 1 jedoch mit überlagertem Außenrad 185 und Innenrad 45. Der Getriebewellenkurbelarm 170 ist unter 900 zu einer vertikalen (gesehen in Fig. 4) Mittellinie der Wasserkammer 30 dargestellt. Es ist gezeigt, daß die Verbindungsstange 160 den Antriebsstift 190 mit dem Schulterbolzen 180 in der Mitte der Magnetgehäuseanordnung 110 verbindet. Der Radialschlittenunterteil 159 befindet sich etwa auf der Hälfte seines Weges zwischen seiner innersten und äußersten Position. Das untere Teil 144 der Antriebswelle 140 ist gleichfalls dargestellt. Die Wasserverbindung 147 am Endblock 144 der Antriebswelle 140 ist in der dargestellten Weise durch das Rohr 148 (teilweise an zwei Stellen dargestellt) mit dem Wassereinlaßpaßstück 112 des Magnetgehäuses verbunden. Wenn sich die Antriebswelle 140 dreht, drehen sich auch der Wasseranschluß 147 des Endblockes 144 der Antriebswelle und ebenso die Magnetgehäuseanordnung 110 und das Rohr 148. Das flexible Rohr 148 fängt eine lineare Schwingbewegung auf, wenn sich die Magnetgehäuseanordnung 110 von der Mitte 35 der Wasserkammer 30 hin und von dieser Mitte 35 weg bewegt, während sie durch die Antriebswelle 140 gedreht wird. Das Außenrad 185 und das Innenrad 45 sind im Querschnitt 4-4 übereinander liegend dargestellt, wie es oben beschrieben wurde. Das Außenrad 185 rollt auf dem Innenrad 45, das an einer angelandeten Schulter am oberen Flansch des Innenumfangs der Wasserkammer 30 angebracht ist. Wenn sich das Außenrad 185 dreht, bewirkt es, daß sich der Getriebewellenkurbelarm 177 mitdreht, was dazu führt, daß der Antriebsstift 190 die Verbindungsstange 160 und den Schulterbolzen 180 antreibt, der in die Magnetgehäuseanordnung 110 eingesetzt ist, um die Magnetgehäuseanordnung 110 in eine Schwingbewegung längs der zentralen Achse 154 des Schwalbenschwanzschlitzes 152 in der Radialschlittenanordnung 150 zu bringen.
Fig. 5 zeigt den Magnetspurkanal 130 im Magnetgehäusekörper 160 der Magnetgehäuseanordnung 110. Der Magnetspurkanal 130 hat eine abgeflachte Tränentropfenform und wird in einer Kombination einer radialen Schwing- und einer kreisförmigen Drehbewegung so bewegt, daß er nahezu vollständig die Rückseite der Targetrückplatte 20 überstreicht. Eine Magnetgehäuseachse 154 entspricht in der dargestellten Weise direkt der mittleren Achse 154 des Radialschlittens und diese Mittellinie wird bei einer Drehung der Magnetanordnung in der Wasserkammer 30 parallel zu jeder der radialen Achsen, d. h. 155, 156a, b, c, d, wenn sich das Magnetgehäuse um die Mitte dreht. Die geometrische Beziehung zwischen dem Kühlkanal 136, den Düsen 135 und der Magnetspur 130 ist gleichfalls dargestellt. Der Querschnitt des Magnetgehäusekörpers 116 ist teilweise in Fig. 1 geschnitten im Schnitt 1a-1a dargestellt. Der Unterteil des Gehäuses ist in der in Fig. 5 dargestellten Weise die Stelle am Gehäuse 110, die immer der unteren Innenwand 34 der Wasserkammer am nächsten ist.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Antriebswelle 140 mit einer Drehzahl von 20 bis 60 Umdrehungen pro Minute gedreht. Das Innenrad 45 hat 348 Zähne während das Außenrad 185 83 Zähne hat. Der Getriebewellenkurbelarm 177 bildet einen 15,6 mm (0,615 inch) langen Arm, um dafür zu sorgen, daß die Magnetgehäuseanordnung 110 einen Gesamthub von 31,2 mm (1,23 inch) in einer Wasserkammer 30 hat, die einen unteren Innendurchmesser von annähernd 394 mm (15,51 inch) am Bodenende hat, das der Targetrückplatte 20 zugewandt ist. Die Außenseite des Magnetgehäusekörpers 116 hat einen Durchmesser von annähernd 219 mm (8,62 inch), wobei der Körper 160 einen in der Mitte angeordneten offenen Raum mit einem Durchmesser von annähernd 50,8 mm (2 inch) aufweist.
Die Kühlflüssigkeit 40 wird in die Wasserkammer 30 über das Rohr 66 eingeführt, das die Innenkanäle des sich drehenden Halte/Dichtungsblockes 60 verbindet, und geht in die, durch die und aus der Antriebswelle 140 durch das Rohr 148 und in den Kühlkanal 136 des Magnetgehäuses, von dem die Kühlflüssigkeit durch die gleichbeabstandeten Wasserauslaßdüsen 135 an der Stirnfläche des Magnetgehäusekörpers 116 verteilt wird, die der Rückseite der Targetrückplatte 20 zugewandt ist. Die Kühlflüssigkeit 40 wird dadurch in die Wasserkammer 30 am Raum zwischen der Rückseite der Targetrückplatte 20 und der Vorderfläche der Magnetgehäuseanordnung 110 durch Öffnungen geleitet und eingespritzt, die unter 45º zur Stelle der Magnetspur in einem kreisförmigen Muster gerichtet angeordnet sind, das einen Durchmesser hat, der kleiner als der irgendeines Teils der Magnetspur 130 ist, die die Magnete enthält. Der Strom der Kühlflüssigkeit 40 an der Rückseite der Targetrückplatte 20 vorbei kann zu einer turbulenten Strömung längs ihrer Oberfläche führen, was den Wärmetransport des Fluides verstärkt.
Das Magnetfeld, das durch die Magnete 121. . .125 erzeugt wird, konzentriert die Zerstäubungswirkung und in geringerem Maße die durch die Zerstäubungswirkung in der Targetrückplatte erzeugte Wärme auf den Weg dieser Magneten, wenn diese bewegt werden. Während die Zerstäubungswirkung momentan und örtlich auftritt, was zu örtlichen Heißstellen auf der Targetoberfläche führt, ist die Wärme, die die Zerstäubung erzeugt, während sie durch das Target 10 und die Targetrückplatte 20 geleitet wird, auf einen Flächenbereich verteilt, der wesentlich größer als der der örtlich begrenzten Heißstellen ist, und die Rückseite der Targetrückplatte 20 eine bestimmte Zeit, nachdem die Magneten, die die Zerstäubung auslösen, sich bereits zu einer anderen Stelle bewegt haben, erreicht. Die Kühlflüssigkeit 40 wird zur Targetrückplatte 20 so geleitet und geführt, daß die Kühlflüssigkeit mit der niedrigsten Temperatur zur Rückseite der Targetrückplatte 20 in einem Bereich geleitet und geführt wird, an dem die Temperatur der Rückplatte ohne diese Kühlung ansteigen würde.
Das Kühlsystem dieser Zerstäubungsvorrichtung sorgt dafür, daß sich bei einer Drehung und Schwingung der Magnetgehäuseanordnung 110, die die Magnete 121. . .125 enthält, die Einspritzdüsen 135 für die Kühlflüssigkeit in der Magnetgehäuseanordnung 110 gleichfalls bewegen und mit den Magneten schwingen. Die Kühlflüssigkeit kühlt dadurch die Rückseite der Targetrückplatte 20 mit hohem Wirkungsgrad, indem ein Strom der Kühlflüssigkeit auf einen gewählten Flächenbereich der Rückfläche der erhitzten Targetrückplatte 20 gelenkt wird. Wenn die Kühlflüssigkeit nicht auf die Rückseite der Targetrückplatte 20 gelenkt würde, würde die Plattentemperatur ansteigen, bis der Unterschied zwischen der Plattentemperatur und dem umgebenden Kühlfluid groß genug wäre, um natürliche Konvektionsfluidströme für die Wärmeübertragung zu erzeugen. Als Folge davon, daß die kälteste Kühlflüssigkeit zwangsweise zu einem gewählten Bereich auf der Rückseite der Targetrückplatte 20 gelenkt wird, der Wärmeenergie vom Zerstäubungsprozeß aufnimmt, sorgt jedoch die Kühlflüssigkeit, die zwangsweise über die Oberfläche der Rückseite der Targetrückplatte 20 strömt, für eine hochwirksame Kühlung, wodurch die Temperatur der Targetrückplatte 20 sofort so herabgesetzt wird, daß sie im Gleichgewicht mit der Temperatur der Kühlflüssigkeit 40 steht, die damit in Kontakt steht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Wasserkammer 30 so ausgerichtet, daß das Target 10 horizontal nach unten gewandt ist und die Wasserkammer 30 in der in Fig. 1 dargestellten Weise darüber so angeordnet ist, daß die Kühlflüssigkeit 40, die in die Kammer 30 eingespritzt wird und an die Rückseite der Targetrückplatte 20 gelenkt wird, die Wasserkammer 30 auffüllt und bei einem relativ geringen Gegendruck das Wasserauslaßpaßstück 31 an der Oberseite der Wasserkammer 30 verläßt.
Der Durchsatz der Kühlflüssigkeit 40 durch die Wasserkammer 30 für das vorliegende Ausführungsbeispiel liegt bei 19 bis 38 Liter (5 bis 10 Galonen) pro Minute und die Kühldüsen 135 in einer Anzahl von annähernd 36 haben einen Durchmesser von annähernd 1,57 mm (0,062 inch) jeweils. Diese Kühldüsen sorgen für eine sehr wirkungsvolle Wärmeübertragung an der Rückseite der Kupfertargetrückplatte 20. Diese wirkungsvolle Wärmeübertragung an dieser Grenzfläche zwischen dem Kupfer und der Kühlflüssigkeit erlaubt es dem Zerstäubungstarget, hohe Verlustenergiedichten für lange Zeiträume ohne übermäßig große Targettemperaturen auszuhalten. Die eingespritzte Kühlflüssigkeit 40 wird gezwungen, zwischen der überstreichenden Magnetgehäuseanordnung 110 und der Kupfertargetrückplatte 20 zu strömen, was dadurch für einen höheren Wärmeübertragungswirkungsgrad sorgt. Die Kühlflüssigkeit 40 (Wasser oder eine andere Flüssigkeit) füllt dann einen großen Flüssigkeitshohlraum mit niedrigem Druck (nahezu kein Staudruck) hinter der Platte, bis sie ihren Überlauf (Wasserauslaßpaßstück 31) erreicht, von dem sie abfließt.
Eine allgemeine Kühlung der Targetrückplatte 20 ist vorgesehen, wenn die Kühlflüssigkeit 40 die Magnetgehäuseanordnung 110 einmal verlassen hat und begonnen hat, sich mit der Masse der Kühlflüssigkeit 40 in der Wasserkammer 30 zu mischen, in der der Drehmechanismus 100 badet.
Bei der vorliegenden Erfindung werden etwa achtzig Prozent der Zerstäubungsleistung von annähernd 30 Kilowatt in der Targetrückplatte 20 verbraucht, die 15,9 mm (0,625 inch) dick ist und einen Durchmesser von 374,7 mm (14,75 inch) hat. Der Einlaßdruck der Kühlflüssigkeit liegt bei annähernd 0,012 kgm² (40 psi). Die Targetrückplatte 20 besteht aus sauerstofffreiem hochleitenden Kupfer (OFHC).
Da die Targetrückplatte 20 aus einer einfachen flachen Platte besteht und eine relativ geringe maschinelle Bearbeitung benötigt, sind die Herstellungskosten relativ mäßig. Die Kosteneinsparungen über die Zeit sind bedeutend, da die Targetrückplatte 20 immer dann ersetzt wird, wenn die Targetstärke bis zu einer Stelle verbraucht ist, an der eine hohe Wahrscheinlichkeit eines möglichen Targetbruches besteht.
Fig. 6 zeigt eine Nahansicht des Kühlkanals 136 in der Magnetgehäuseanordnung 110 von der Rückseite der Anordnung über das Wassereinlaßverbindungsloch 113 gesehen in Fig. 1.
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt von Fig. 6 geschnitten entlang der Linie 10-10. Der Verteilungsring 137 ist durch eine von mehreren Befestigungseinrichtungen 133 gehalten, die mit der Magnetgehäuseabdeckung 115 verbunden sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Befestigungseinrichtung ein Gewindezapfen. Kreisförmige Schlitzzwischenräume 134a und 134b von annähernd 0,040 inch sind zwischen den Rändern des Verteilungsringes 137 und den benachbarten Wänden des Kühlkanals 136 vorgesehen.
Fig. 8 zeigt einen Querschnitt von Fig. 6 geschnitten längs der Linie 11-11. Das Wassereinlaßpaßstück 112 der Magnetgehäuseabdeckung liefert einen Strömungsweg für die Kühlflüssigkeit 40 in den oberen Teil 138 des Kühlkanals. Die Schlitze 134a, 134b verhindern, daß die Kühlflüssigkeit sofort zum unteren Teil 139 des Kühlkanals und aus der Kühldüse 135y während des normalen Betriebes strömt. Der normale Strom der Kühlflüssigkeit ist so hoch, daß er durch die Schlitze beschränkt wird, so daß die Schlitze 134a und 134b als Düsen wirken, um die Strömung (dadurch den Druck) vom oberen Teil 138 des Kühlkanals zum unteren Teil 139 des Kühlkanals zu regulieren. Diese Schlitze beschränken die Strömung derart, daß der Druck an der Düsenöffnung 135y, die dem Wassereinlaßpaßstück 112 am nächsten ist, nahezu gleich dem Druck an der vom Wassereinlaßpaßstück 112 am weitesten entfernten Düse ist. Das liefert einen nahezu gleichen Durchsatz und eine nahezu gleiche Strömungsgeschwindigkeit durch jede der gleich bemessenen Düsen 135.
Obwohl unsere Erfindung bezüglich der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist nicht davon auszugehen, daß unsere Erfindung darauf beschränkt ist.

Claims

1. Planare Magnetronzerstäubungsvorrichtung, die folgendes enthält:

eine Kühlkammer (30);

eine wärmeleitende Zielplatte (20) mit einer Vorderseite (21) und einer Rückseite (22), wobei die Vorderseite der Zielplatte so angepaßt ist, daß sie ein Zerstäubungsziel (10) aufnehmen kann, und die Rückseite der Zielplatte einen Teil

einer Kühlkammerwand bildet;

eine Magnetvorrichtung (110), die in der Kühlkammer montiert ist und dazu dient, einen Magnet (121-125) über die Rückseite der Zielplatte zu streichen; eine Kühlvorrichtung, die in der Kühlkammer montiert ist und dazu dient, eine Oberfläche (117) eines Körpers (116) über die Rückseite der Zielplatte in Koordination mit der Magnetvorrichtung zu streichen, wobei die Oberfläche gegenüber der Rückseite der Zielplatte liegt und parallel zu und in der Nähe der Rückseite der Zielplatte gehalten wird, und Öffnungen (135) zum Einleiten der Kühlflüssigkeit aus dem Körper direkt in einen Raum zwischen der Oberfläche und der Rückseite der Zielplatte enthält; und

einen Kühlkammerabfluß (42).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Öffnungen zur Rückseite der Zielplatte gerichtet sind, damit die Kühlflüssigkeitsströme auf diese auftreffen können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Magnetvorrichtung und die Kühlvorrichtung integriert sind und bei der der Körper den Magnet enthält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, die folgendes besitzt:

einen Kühlkanal (136), der im Körper angeordnet ist;

eine Kühlkanaleintrittsöffnung (112); und

ein Mittel, um die Kühlflüssigkeit (40) unter Druck in die Kühlkanaleintrittsöffnung zu bringen;

wobei die Öffnungen eine Mehrzahl von Düsen aufweisen, die wiederum an den Kühlkanal angeschlossen sind, um die Kühlflüssigkeit aus dem Kühlkanal abfließen zu lassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Kühlkanal einen Diffusionsring (137) enthält, der darin angebracht ist, und bei der der Diffusionsring die unter Druck gesetzte Kühlflüssigkeit auffangen soll, die durch die Kühlkanaleintrittsöffnung eingeleitet wird, und die Kühlflüssigkeit mit gleichförmigem Druckverhältnissen zu den Düsen hin zu verteilen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kühlkammerabfluß ein vernachlässigbarer Rückstauabfluß ist.

7. Kühlbare Zerstäubungszielplattenbaugruppe mit den folgenden Komponenten:

eine Kühlkammer (30);

eine Zielplatte (20) mit einer Vorderseite (21) zur Aufnahme eines Zerstäubungsziels und einer Rückseite (22), die einen Teil einer Kühlkammerwand bildet;

eine drehbare Antriebswelle (140) mit einem Hohlteil;

ein Einlaßmittel (60) zum drehbaren Abstützen der Antriebswelle und zum Leiten und Abdichten einer Kühlflüssigkeit (40), die von einem Einlaßöffnungsanschluß (63) zum Hohlteil der Antriebswelle fließt ein Ausflußmittel (144) zum Leiten der Kühlflüssigkeit vom Hohlteil der Antriebswelle weg, wobei das Ausflußmittel von der Antriebswelle betriebsmäßig abgestützt wird; und

ein Gehäuse (116), das betriebsmäßig an die Antriebswelle gekoppelt ist, um über eine ihrer ebenen Oberflächen (117) über die Rückseite der Zielplatte zu streichen, wobei das Gehäuse einen Kühlkanal (136) enthält, der wiederum an das Ausflußmittel gekoppelt ist, um unter Druck stehendes Kühlfluid aus dem Hohlteil der Antriebswelle aufzunehmen, wobei im Gehäuse Öffnungen (135) angebracht sind, durch die ein Kühlfluidsstrom vom Kanal so gerichtet wird, daß dieser auf die Rückseite der Zielplatte auftrifft.

8. Baugruppe nach Anspruch 7, bei der das Gehäuse und das Ausflußmittel mit der Antriebswelle drehbar sind.

9. Baugruppe nach Anspruch 7 oder 8, die einen Kühlkammerausflußanschluß (42) besitzt, wobei sich Kühlflüssigkeit, die aus den Düsen herausfließt, in der Kühlkammer mit einem im wesentlichen minimalen Rückstau sammelt und dann zum Kühlkammerausflußanschluß geführt wird.

10. Baugruppe nach Anspruch 9, bei der der Kühlkammerausflußanschluß an einer höheren Stelle in einem Gravitationsfeld angeordnet ist als die Zielplatte.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, bei der das Einlaßmittel eine Drehverbindung enthält, die einen Verbindungskörper einschließt, und die Komponenten besitzt:

ein Kühlflüssigkeitsaufnahmeteil (69) an einem Längsmittelpunkt des Körpers, wobei der Einlaßanschluß des Einlaßmittels eine Öffnung zum Kühlflüssigkeitsaufnahmeteil hat;

ein Abdichtungsteil (68a, 68b), der an jedes Ende des Kühlflüssigkeitsaufnahmeteils anschließt;

ein tragendes Teil (67a, 67b) neben jedem Abdichtungsteil und gegenüber dem Kühlflüssigkeitsaufnahmeteil.

12. Baugruppe nach Anspruch 11, bei der der Abdichtungsteil einen elastischen Ring (74) mit einem "U-förmigen" Querschnitt enthält, der in einem Abdichtungskanal (72) angebracht ist, der die Antriebswelle umringt und mit der offenen Seite der "U"-Form dem Kühlflüssigkeitsempfangsteil zugewandt ist, wobei sich eine Seite des "U"-förmigen Querschnitts gegen eine Seite der Antriebswelle stützt und sich eine zweite Seite des "U"-förmigen Querschnitts gegen eine Seite des Abdichtungskanals stützt und wobei sich ein unteres Ende des "U"-förmigen Querschnitts gegen eine Abdichtungsscheibe stützt.

13. Baugruppe nach Anspruch 11 oder 12, bei der ein Teil der Antriebswelle vom Kühlflüssigkeitsempfangsteil sowie vom Abdichtungsteil der Drehkopplung eingeschlossen ist und querverlaufende Bohrlöcher (146) aufweist, die dort angebracht sind, um der Kühlflüssigkeit einen Durchfluß so zu ermöglichen, daß dieser erlaubt, vom Kühlflüssigkeitsaufnahmeteil der Drehkopplung in den Hohlteil der Antriebswelle fließen kann.

14. Baugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei der das Ausflußmittel die Komponenten besitzt:

eine Antriebswellenendeblockeinheit (144), die einen Ausflußanschluß hat; und

ein flexibler Schlauch (148), der an einem Ende mit dem Ausflußanschluß der Antriebswellenendeblockeinheit und mit dem anderen Ende mit dem Kühlkanal (136) verbunden ist.

15. Baugruppe nach Anspruch 14, bei der das Ausflußmittel durch besagte Antriebswelle so abgestützt wird, daß besagter Kühlkanal im bezug auf die besagte Antriebswelle in Schwingung versetzt werden kann, und bei der besagter flexibler Schlauch die Schwingbewegung aufnimmt und eine Fluidverbindung zwischen dem Ausflußanschluß der besagten Antriebswellenendeblockeinheit und dem besagten Kühlkanal aufrechterhält.

16. Baugruppe nach einem der Ansprüchen 7 bis 15, bei der der Kühlkanal einen Diffusionsring (137) enthält, der einen im Kühlkanal verbreiteten Kühlflüssigkeitsdruck verursacht, um den Druck auszugleichen, den die Kühlflüssigkeit hat, wenn sie die Düsen erreicht.

17. Magnetgehäuseeinheit (110) zum Streichen hinter der Zielplatte (20) einer planaren Magnetronzerstäubungsvorrichtung, umfassend die folgenden Komponenten:

einen Tragkörper (116), dessen Oberfläche (117) hinter der Zielplatte streichen kann;

eine Magnetspur (130), untergebracht im Tragkörper;

eine Fluidleitung (112), untergebracht im Tragkörper, zur Aufnahme des unter Druck stehenden Kühlfluids (40);

einen Fluidkanal (136), untergebracht im Tragkörper, wobei der Fluidkanal

mit der Fluidleitung verbunden ist; und

eine Mehrzahl von Öffnungen (135) vom Kanal zu der den Tragkörper überstreichenden Oberfläche.

18. Verfahren zum Kühlen eine Zielplatte (20) in einer Magnetronzerstäubungsvorrichtung mit einer in einer Kühlkammer beweglichen Magnetbaugruppe (110), wobei die Zielplatte wärmeleitfähig ist und eine Vorderseite (21) und eine Rückseite (22) besitzt, wobei die Vorderseite der Zielplatte ein Zerstäubungsziel (10) aufnehmen kann, und die Rückseite der Zielplatte einen Teil der Kühlkammerwand bildet, und wobei die Kühlkammer Kühlflüssigkeit (40) enthält und die Magnetbaugruppe über die Rückseite der Zielplatte gestrichen wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritten umfaßt:

Streichen einer Oberfläche (117) eines Körpers (116) über die Rückseite der Zielplatte in Koordination mit der Magnetvorrichtung, wobei die Oberfläche gegenüber der Rückseite der Zielplatte liegt und parallel zu und in der Nähe der Rückseite der Zielplatte gehalten wird;

Entladen der Kühlflüssigkeit aus dem Körper direkt in einen Raum zwischen der Oberfläche und der Rückseite der Zielplatte; und

Ablassen der Kühlflüssigkeit aus der Kühlkammer.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Entladeschritt das Leiten der Kühlflüssigkeit aus dem Körper auf einer solchen Weise umfaßt, daß sie auf die Rückseite der Zielplatte auftrifft.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem der Körper die Magnetvorrichtung enthält.

21. Verfahren nach Anspruch 18, 19 oder 20, das den Schritt enthält, die Kühlflüssigkeit unter Druck zu einem Kühlkanal (136) im Körper zu bringen, und bei der der Entladeschritt das Entladen der Kühlflüssigkeit aus dem Kühlkanal mittels einer Mehrzahl von Düsen (135) im Körper enthält.

22. Verfahren nach Anspruch 21, das die Schritte enthält, eine Kühlflüssigkeit in den Kühlkanal mit einem vorbestimmten Einlaßdruck einzuleiten und eine gleichförmige Verteilung des Einlaßdrucks innerhalb des Kühlkanals zu gewährleisten.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, bei dem der Ablaßschritt das Ablassen der Kühlflüssigkeit aus dem Kühlkanal mit einem vernachlässigbaren Rückstau einschließt.